Практикум по электричеству и магнетизму. Солодуха А.М - 77 стр.

UptoLike

77
Явление самоиндукции состоит в следующем: при всяком изменении
тока в контуре в нем возникает э.д.с. само-
индукции E
c
, которая прямо пропорцио-
нальна скорости изменения тока в контуре
(di/dt) и обратно этой скорости направлена:
ε
dt
di
L
c
-=
. (1)
Если ток нарастает, э.д.с. препятствует
этому увеличению тока и создает индукци-
онный ток противоположного направления.
Если ток уменьшается, э.д.с. препятствует
уменьшению тока и создает индукционный ток того же направления.
Рассмотрим работу контура. Зарядим конденсатор от внешнего ис-
точника электроэнергии до некоторой разности потенциалов U, сообщив
его обкладкам заряды
±
q, и затем с помощью ключа К замкнем контур, то
конденсатор начнет разряжаться и в цепи потечет некоторый ток. При ма-
лом значении R он будет очень быстро нарастать. Направление для тока i,
показанное на рис. 1, примем за положительное (верхняя пластина заряже-
на положительно, нижняя отрицательно) и рассмотрим процессы, проте-
кающие в контуре. Допустим сначала, что омическое сопротивление про-
водников, из которых состоит контур, мало, т. е. R » 0, и пусть в началь-
ный момент времени заряд конденсатора максимален (q = q
o
). При этом
разность потенциалов между его обкладками также максимальна (U = U
o
),
а ток в цепи равен нулю (рис. 2а).
Когда конденсатор начнет разряжаться, то в контуре потечет ток. В
результате энергия электрического поля будет уменьшаться, но зато воз-
никнет все возрастающая энергия магнитного поля, обусловленного током,
текущим через индуктивность.
Так как в цепи действует э.д.с. самоиндукции, ток будет увеличи-
ваться постепенно, и через время t = 1/4 T (четверть периода) он достигнет
C
K
L
R
i
+
Рис.
1
Рис. 2
i=i
0
t=1/4 Т
б)
i=0
+
t=0
a)
i=0
+
t=1/2 Т
в)
i=–i
0
t=3/4 Т
г)
        Явление самоиндукции состоит в следующем: при всяком изменении
                               тока в контуре в нем возникает э.д.с. само-
         i     K               индукции Ec, которая прямо пропорцио-
                               нальна скорости изменения тока в контуре
                               (di/dt) и обратно этой скорости направлена:
+                                                          di
        C             L
–                                               ε c = -L      .            (1)
                                                           dt
                 R           Если ток нарастает, э.д.с. препятствует
                             этому увеличению тока и создает индукци-
           Рис. 1            онный ток противоположного направления.
                             Если ток уменьшается, э.д.с. препятствует
уменьшению тока и создает индукционный ток того же направления.
     Рассмотрим работу контура. Зарядим конденсатор от внешнего ис-
точника электроэнергии до некоторой разности потенциалов U, сообщив
его обкладкам заряды ±q, и затем с помощью ключа К замкнем контур, то
конденсатор начнет разряжаться и в цепи потечет некоторый ток. При ма-
лом значении R он будет очень быстро нарастать. Направление для тока i,
показанное на рис. 1, примем за положительное (верхняя пластина заряже-
на положительно, нижняя – отрицательно) и рассмотрим процессы, проте-
         i=0                i=i0               i=0                 i=–i0

    +                                     –
    –                                     +

         t=0               t=1/4 Т            t=1/2 Т             t=3/4 Т
          a)                 б)      Рис. 2
                                                в)                   г)

кающие в контуре. Допустим сначала, что омическое сопротивление про-
водников, из которых состоит контур, мало, т. е. R » 0, и пусть в началь-
ный момент времени заряд конденсатора максимален (q = qo). При этом
разность потенциалов между его обкладками также максимальна (U = Uo),
а ток в цепи равен нулю (рис. 2а).
      Когда конденсатор начнет разряжаться, то в контуре потечет ток. В
результате энергия электрического поля будет уменьшаться, но зато воз-
никнет все возрастающая энергия магнитного поля, обусловленного током,
текущим через индуктивность.
      Так как в цепи действует э.д.с. самоиндукции, ток будет увеличи-
ваться постепенно, и через время t = 1/4 T (четверть периода) он достигнет
                                     77